建筑结构性能设计

烈度地震（“中震”）作用下，框支梁及框支柱仍处于弹性
（或不屈服）状态。 3.2.6 重要结构的门厅柱按“中震”设计。由于门厅柱 数层通高，且作为上部楼层竖向荷载的主要支承构件，属于 重要的结构构件，因此按“中震弹性”或“中震不屈服”设
计。对应的性能目标就是在设防烈度地震（“中震”）作用
下，门厅柱仍处于弹性（或不屈服）状态。
■ 对特殊工程及采用隔震、减震技术或低烈度设防且风
荷载很大时，可对某些关键构件提出此项性能要求，其房屋 的高度和不规则性一般不需要专门限制。 ■ 结构满足大震下弹性或基本弹性设计要求，大震下结 构可不考虑地震内力调整系数，但应采用作用分项系数。
■ 各构件的细部抗震构造仅需满足最基本的构造要求（
如采取抗震等级为四级的构造措施），结构具有最基本的延 性性能。
全为抗震设防惟一目标的单一设防标准是不全面的，应考虑
控制建筑和设施的地震破坏，保持地震时正常的生产、生活 功能，减少地震对社会经济生活所带来的危害，有必要采用 高于（或不低于）基本抗震设防目标的性能化设计方法。
Байду номын сангаас
2.2 建筑的平面和立面的复杂程度增加，按常规设计方法 进行的抗震设计往往不能完全满足抗震设计要求。 3. 抗震性能化设计与抗震概念设计的关系 3.1 抗震性能化设计是解决复杂工程抗震设计问题的有
5
性能目标3
应进行抗震超限审查
6 7 8 9
性能目标4 性能目标4 按一般情况设计 根据复杂情况确定相应的性能目 标
应进行抗震超限审查 应进行专门研究 可直接按《抗震规范》设计 应进行抗震超限审查
抗震性能设计的常见做法
表3.10.3-7
情况 分类 大震剪应力控
要求 大震下抗震墙的剪压比≤0.15 按中震要求进行抗侧力结构的抗剪 控制，与抗震等级相对应的调整系 数均取1.0
3.2.2
由于房屋的重要性程度及建筑使用功能不同，
结构或结构部位及结构构件的抗震设防目标也不完全相同， 应根据具体情况采取相应的抗震措施 3.2.3 针对工程的需要和可能，可以对整个结构，也可 以对某些部位或关键构件，灵活运用各种措施达到预期的抗
震性能目标，以提高抗震安全性或满足使用功能的专门要求
■ 竖向构件不发生剪切等脆性破坏。
■ 各构件的细部抗震构造应满足特种延性的要求（相当 于混凝土结构中特一级抗震等级的构造要求）。
3.3 确定中震或大震下的抗震性能水准
为实现性能目标要求，需要落实各个地震水准（中震或
大震）下构件的承载力、变形和细部构造的具体指标。 3.3.1 仅提高承载力时，安全性有相应的提高，但使用 上变形要求不一定能满足； 3.3.2 仅提高变形能力，则结构在小震、中震下的损坏
3.2.7 性能目标3 ■ 在中震下已有轻微塑性变形，大震下有明显塑性变
形（图2-1中OCC′至ODD′之间）。
3.2.8 性能目标4
■ 在中震下的损坏已大于性能目标3，结构总体的承载 力略高于一般情况（图2-1中ODD′至OEE′之间）。 ■ 结构应进行非线性分析。 ■ 结构的薄弱部位或重要部位构件在大震下允许达到
■ 当承载能力提高幅度较大时，可适当降低延性要求；
■ 而当承载力水平提高幅度较小时，可相应提高结构或 构件的延性（也即当延性指标的实现有困难时，可通过提高 结构或构件的承载力加以弥补；而当提高结构或构件的承载 力有困难时，可通过提高结构或构件的延性加以弥补）。
3.3.5 对各项性能目标，结构的楼盖体系必须有足够安
承载力仍可满足大震下的验算要求。因此，总体结构可达
到性能目标2的要求。
■ 结构的薄弱部位或重要部位构件的抗震承载力（正 截面承载力和抗剪承载力）满足大震弹性设计要求。 ■ 整个结构按非线性分析计算。
■ 允许某些选定的部位接近屈服（如部分受拉钢筋屈
服），但不发生如剪切等脆性破坏。 ■ 各构件的细部抗震构造需满足低延性要求（相当于 混凝土结构中三级抗震等级的构造要求）。
抗震概念设计及抗震性能化设计
朱炳寅
中国建筑设计研究院 2012.11.30
■ 抗震性能化设计部分回答以下问题： 什么是抗震性能化设计 性能化设计不神秘，大到整个工程，小到结构构件，
都有性能化设计的问题，我们的楼梯安全岛的概念及其设
计原则就是抗震性能化设计。
为什么要进行抗震性能化设计 抗震性能化设计与抗震概念设计的关系
效方法，也是抗震概念设计的集中体现。
3.2 抗震性能化设计贯穿于结构抗震设计的始终，其并
不神秘。我们结构设计中的许多工作其实就是抗震性能设计
的具体内容，此处举例说明如下：
3.2.1 《抗震规范》中的三水准设防目标，就是一种性
能目标。明确要求大震下不发生危及生命的严重破坏即“大
震不倒”，就是最基本的抗震性能目标。 3.2.2 对起疏散作用的楼梯，提出采取加强措施，使之 成为“抗震安全岛”的要求，确保大震下能具有安全避难和 逃生通道的具体目标和性能要求，这是对具体部位提出的满
结构关键部位设计建议
说明
1
性能目标1
应进行抗震超限审查
2 3 4
性能目标2 性能目标3 性能目标2
应进行抗震超限审查 应进行抗震超限审查 应进行抗震超限审查
超A级高度但不超B级高度的 特别不规则结构
超A级高度但不超B级高度的 一般不规则结构 超A级高度但不超B级高度的 规则结构 A级高度的特别不规则结构 A级高度的一般不规则结构 大跨度复杂结构
。 3.2.4 鉴于目前强烈地震下结构非线性分析方法的计算 模型及参数的选用，尚缺少从强震记录、设计施工资料到实 际震害的验证，对结构性能的判断难以十分准确，因此，性
能目标选用时宜偏于安全考虑。
图2-1 抗震性能目标、承载力与延性之间的关系
3.2.5 性能目标1 ■ 结构在设防烈度地震下完好并能正常使用（即中震弹 性或基本弹性）罕遇地震作用下能基本完好，最多只产生一 些不明显的非弹性变形（图2-1中OAA′至OBB′之间），经检
级的构造要求。考虑地震作用的不确定性，对工程设计中的
延性要求宜适当提高。 4. 抗震性能化设计工程实例及分析 抗震性能化设计可以是对全工程也可以是对某一特殊构件 （高规第8.1.3条要求，对少量剪力墙的框架结构进行抗震性
能化设计）
抗震性能指标确定的一般原则
表3.10.3-6
序号
工程情况 超B级高度的 特别不规则结构 超B级高度的 一般不规则结构 超B级高度的规则结构
3.2.6 性能目标2 ■ 结构构件在中震下完好，在预期大震下可能屈服（ 图2-1中OBB′至OCC′之间）。
■ 例如：某6度设防的钢筋混凝土框架-核心筒结构，
其风力是小震的2.4倍，在风荷载作用下的层间位移是小震 的2.5倍。结构的层间位移和所有构件的承载力均可满足按 中震（不计风荷载效应）的设计要求。考虑水平构件在大 震下的损坏使刚度降低和阻尼加大，竖向构件的最小极限
修后可继续使用（即大震基本弹性或大震不屈服）。
■ 某些特别重要的建筑，需要结构具有足够的承载力， 从而保证其在中震、大震下始终处于基本弹性状态；也有一 些建筑虽然不特别重要，但其设防烈度较低（如6度）或结
构的地震反应较小，也可以保证其在中震、大震下始终处于
基本弹性状态。 ■ 某些特别不规则的结构，业主愿意付出经济代价，也 能使其在中震、大震下始终处于基本弹性状态。
3.2.7 对承受较大拉力的楼面梁按“中震”设计。受斜 柱的影响楼面梁常承受较大水平力，考虑钢筋混凝土楼板开 裂后承载能力的降低，按“零刚度”楼板假定并按“中震” 设计。当梁承受的拉力较大时，可考虑采用型钢混凝土梁、
或钢梁。
3.2.8 对特别重要的结构，当采用双重抗侧力结构时， 如钢框架-钢筋混凝土核心筒结构中，对底部加强部位的抗震 墙提出截面剪压比限值要求，按大震剪力不超过0.15fcbwhw0
功能要求等）和灵活性。
1.5 在复杂高层建筑及超限工程设计审查中经常提到结
构的性能化设计问题，性能化设计是结构抗震设计的精髓。
2. 为什么要进行抗震性能化设计 2.1 多次大地震及特大地震的震害表明，由于城市的发 展和城市人口密度的增加，城市设施复杂，经济生活节奏加 快，地震灾害所引起的经济损失急剧增加，因此，以生命安
全的承载力，以保证结构的整体性，一般应使楼板在地震中 基本处于弹性状态，否则，应采取适当的加强措施。
3.3.6 为避免发生脆性破坏，设计中应控制混凝土结构
构件的受剪截面面积，满足规范对剪压比的限值要求。 3.3.7 性能目标中的抗震构造“基本要求”相当于混凝 土结构中四级抗震等级的构造要求，低、中、高和特种延性 要求，大致相当于混凝土结构中三、二、一和特一级抗震等
屈服阶段，但满足选定的变形限值（如除框架结构以外的
混凝土结构，在大震下的层间弹塑性变形控制在 1/500~1/300）。 ■ 竖向构件不发生剪切等脆性破坏。 ■ 各构件的细部抗震构造应满足高延性的要求（相当 于混凝土结构中一级抗震等级的构造要求）。
3.2.9 性能目标5
■ 对应于图2-1中OEE′。 ■ 结构应进行非线性分析。 ■ 结构的薄弱部位或重要部位构件在大震下允许达到屈 服阶段，满足现行规范在大震下的弹塑性变形要求。
3. 如何做好抗震性能化设计工作 3.1 抗震性能化设计的路径如下： 确定各地震水准下结构可接受侧破坏程度 设定结构的抗震性能目标
确定各个地震水准下构件的承载力、变形和细部构造的
具体指标 3.2 如何确定结构的抗震性能目标 3.2.1 抗震性能目标应根据抗震设防类别、设防烈度、 场地条件、结构类型和不规则性，建筑使用功能和附属设施 功能的要求、投资大小、震后损坏和修复难易程度等，经技 术及经济可行性综合分析和论证后确定。
“高延性，低弹性承载力”或
“低延性，高弹性承载力”。
1.3 提高结构或构件的抗震承载力和变形能力，都是提 高结构抗震性能的有效途径，而仅提高抗震承载力需要以对 地震作用的准确预测为基础。限于地震研究的现状，应以提